●它是現代電子工業(yè)的物質(zhì)基礎和大國技術(shù)競賽焦點(diǎn)
　　●它堪稱(chēng)信息技術(shù)自主可控、安全可靠的“守護神”
　　●它在通信、空間、能源、國防等領(lǐng)域應用前景廣闊
　　所謂電子材料，是指具有能量與信號發(fā)射、吸收、轉換、傳輸、存儲、顯示或處理等功能特性的一類(lèi)材料，包括導電材料、半導體材料、磁性材料、光電子材料、新能源材料等。
　　如果把電子裝備比作人的軀體，那么各類(lèi)電子材料就像是這一軀體的器官、血肉與神經(jīng)系統，直接決定了電子裝備的功能。隨著(zhù)電子信息技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展，一批電子新材料應運而生。
　　寬禁帶半導體材料：高功率電子器件的“核芯”
　　半導體材料是導電性能介于導體和絕緣體之間、導電性能隨環(huán)境變化而發(fā)生顯著(zhù)改變的一類(lèi)電子材料。
　　上世紀中葉，科學(xué)家首先使用硅基半導體材料，制備出半導體晶體管和集成電路，拉開(kāi)了信息時(shí)代序幕。之后，在數十年的發(fā)展過(guò)程中，先后誕生了四代半導體材料。其中，第三代半導體材料具有寬禁帶的物理特性，性能優(yōu)勢明顯，在高功率電子器件、射頻芯片、光電探測器等領(lǐng)域得到廣泛應用。
　　禁帶寬度是衡量半導體材料能帶結構差異的參數，對半導體材料工作溫度、導電性和光電性等有決定性影響。具有寬禁帶特性的半導體材料，抗擊穿能力強、熱導率及電子飽和速率高，可在高溫和強輻射環(huán)境下穩定工作，在大量應用場(chǎng)景中，表現出比傳統一、二代半導體材料更強的適用性。
　　例如，具有寬禁帶特性的半導體材料氮化鎵，已被用于手機快充充電器的主控芯片中，使體積較小的便攜式手機充電器，輕松將充電功率提升至30瓦以上，從而有效改善智能手機用戶(hù)的日常使用體驗。
　　類(lèi)似技術(shù)還被應用在新能源汽車(chē)、光伏逆變器、艦船全電推進(jìn)系統等領(lǐng)域。使用寬禁帶半導體制造的高功率射頻器件，也在小到手機終端、民用網(wǎng)絡(luò )基礎設施，大到有源相控陣雷達、衛星通信模塊中得到大量應用。
　　此外，寬禁帶半導體制成的光電二極管，對紫外光的選擇性探測能力極佳，因此被用來(lái)制成高靈敏度的紫外探測器。如戰斗機上用于識別來(lái)襲導彈羽煙的紫外告警裝置等。
　　發(fā)展中的第四代半導體材料，涵蓋了超寬禁帶和超窄禁帶兩類(lèi)半導體材料。其中，超寬禁帶半導體材料主要包括氧化鎵、氮化鋁、金剛石等材料。超寬禁帶半導體材料展現出比寬禁帶半導體材料更加突出的特性?xún)?yōu)勢，具備滿(mǎn)足相關(guān)領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展需求的潛質(zhì)。
　　柔性顯示材料：讓世間萬(wàn)物皆“顯形”
　　顯示材料能把電子設備內部的電信號轉化為人眼可識別的光信號，是承載信息傳遞和人機交互功能的重要媒介。
　　顯示材料的發(fā)展，經(jīng)歷了CRT時(shí)代的陰極射線(xiàn)熒光粉、LCD時(shí)代的液晶面板、LED/OLED時(shí)代的發(fā)光二極管/有機發(fā)光二極管陣列等一系列過(guò)程。其中，OLED技術(shù)使用的有機發(fā)光二極管材料，具有自發(fā)光特性，除傳統的剛性玻璃襯底外，還能使用塑料等柔性材料作為襯底。因此，可在滿(mǎn)足小型化、輕薄化需求的同時(shí)，實(shí)現顯示器件的柔性化。
　　目前，柔性顯示以OLED為主流技術(shù)途徑，其發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段——
　　一是“曲面”階段。也就是將柔性OLED器件壓合在具有固定曲率的玻璃基底上，獲得具有一定弧度的曲面顯示屏幕。這類(lèi)曲面屏雖然利用了柔性OLED器件的可彎曲性，但屏幕本身無(wú)法自由彎曲或折疊，因此還不是嚴格意義上的柔性顯示。
　　二是“折疊”階段。即除了使用柔性OLED器件外，基底材料也選用柔性材料，結合剛性的外部承載結構和可轉動(dòng)的鉸鏈機構設計，整個(gè)顯示屏幕能沿鉸鏈轉動(dòng)翻折。目前，世界上已有多個(gè)廠(chǎng)家推出搭載折疊顯示屏幕的手機和筆記本電腦等電子設備。除了產(chǎn)生讓人驚艷的視覺(jué)效果外，這些智能移動(dòng)終端設備還兼具了小屏設備的便攜性和大屏設備的易用性。但受限于現有柔性顯示材料的強度、韌度、耐用性和可靠性問(wèn)題，折疊屏還不能做到完全的自由彎曲，同時(shí)存在易起折痕、易受劃傷等問(wèn)題。
　　三是“揉卷”階段。在這一階段，顯示屏幕將獲得和紙張、布料相媲美的可變形能力和極佳的耐用性，實(shí)現真正的全柔性顯示。已有廠(chǎng)家在近期展示了這種薄如蟬翼、可自由揉卷的全柔性顯示器件樣品。
　　未來(lái)，如能解決好控制器件、供能器件、集成電路等其他關(guān)鍵器件的柔性化問(wèn)題，基于全柔性顯示器件獲得具有同樣特性的顯示設備，將引發(fā)智能終端設備形態(tài)和功能的革命，讓人們的日常生活更加五彩繽紛。
　　超導材料：確保電子暢通無(wú)“攔截”
　　1911年，荷蘭物理學(xué)家卡末林·昂內斯在研究低溫下金屬電阻變化規律時(shí)意外發(fā)現，將水銀冷卻到-270℃左右時(shí)，水銀的電阻突然消失了。
　　卡末林·昂內斯將這種低溫下導體電阻突變?yōu)榱愕默F象稱(chēng)為“超導”，并將使導體進(jìn)入超導態(tài)的溫度稱(chēng)為超導臨界溫度。之后，科學(xué)家又發(fā)現超導態(tài)下材料具有完全抗磁性，即材料內部沒(méi)有磁場(chǎng)。具有這種神奇特性的電子材料，就是超導材料。
　　超導材料的發(fā)現，引起人們極大興趣。從最簡(jiǎn)單應用設想來(lái)看，如果用超導材料取代導體材料制成電線(xiàn)，能使遠距離電能傳輸的損耗降低到忽略不計。然而，諸如水銀的超導臨界溫度低至-270℃左右，難以得到實(shí)際應用。
　　隨后，科學(xué)家致力于提升超導材料的超導臨界溫度，取得了令人矚目的成就。尤其是成功獲得了超導臨界溫度在液氮溫度（-196.56℃）以上的超導材料，從而開(kāi)啟了超導材料實(shí)用化進(jìn)程。這些借助廉價(jià)而豐富的液氮即可進(jìn)入超導態(tài)的超導材料，被稱(chēng)為高溫超導材料。
　　高溫超導材料用途廣泛，包括超導發(fā)電、超導輸電、超導儲能、超導磁懸浮等。人類(lèi)探索可控核聚變技術(shù)的托卡馬克核聚變實(shí)驗裝置，也安裝了高溫超導材料制成的超導線(xiàn)圈，用以產(chǎn)生約束高溫等離子體的強大磁場(chǎng)。
　　多年來(lái)，研究超導材料的科學(xué)家還有一個(gè)夢(mèng)想，就是獲得在室溫下呈現超導態(tài)的超導材料，即室溫超導材料。通過(guò)大量實(shí)驗嘗試和驗證，科學(xué)家在液氮溫度的基礎上，艱難提升著(zhù)超導材料的超導臨界溫度，目前已有材料在極高壓強環(huán)境下表現出室溫超導特性。
　　電磁超材料：微觀(guān)結構讓其很“另類(lèi)”
　　傳統材料的性能設計和優(yōu)化過(guò)程，像烹飪一道菜肴，確定菜譜、選好食材之后，通過(guò)不斷調整火候和調料配比，可讓菜品呈現不同的口感和風(fēng)味。然而，這種方法難以突破材料固有物理屬性的限制。
　　那么，能否通過(guò)一種手段突破這一限制呢？答案是肯定的?？茖W(xué)家通過(guò)對材料微觀(guān)尺度上的結構進(jìn)行人工定制，就能讓材料在宏觀(guān)尺度上表現出天然材料無(wú)法具備的反常物理性質(zhì)，如負折射率、負介電常數、負磁導率等。這種借由特定微觀(guān)結構獲得超常電磁特性的特種復合材料，就是電磁超材料。
　　電磁超材料在原子、分子層面上，與天然材料并無(wú)本質(zhì)區別，但具有幾何尺寸大于原子、分子直徑而小于電磁波波長(cháng)的人造微觀(guān)結構。這些微觀(guān)結構，針對不同的電磁波，具有特定的響應行為。通過(guò)對微觀(guān)結構形態(tài)和排布規律的精確調控，電磁超材料可表現出既和天然材料差異巨大、又具有高度可設計性的物理性質(zhì)。這使得電磁超材料在無(wú)線(xiàn)通信、電磁隱身、超分辨率成像等技術(shù)領(lǐng)域，具有極高應用價(jià)值。
　　電磁超材料最為引人注目的應用設想是制作“隱身衣”——通過(guò)合理設計電磁超材料的電磁參數，可使電磁波從目標表面覆蓋的一層電磁超材料中繞射而過(guò)，從而實(shí)現目標隱身。
　　由于可見(jiàn)光也是一種電磁波，如果把電磁超材料的工作頻段設計為可見(jiàn)光頻段，那么就能得到神奇的光學(xué)“隱身衣”。該技術(shù)已在理論和實(shí)驗中得到初步驗證，在軍用偽裝隱身材料領(lǐng)域或將發(fā)揮重要作用。
　　此外，電磁超材料還能為傳統電子材料的性能革新提供新思路。即通過(guò)調控組分來(lái)優(yōu)化材料本身性能的同時(shí)，實(shí)現材料微觀(guān)結構的可控制備，以提升材料的綜合性能。